KR101576888B1 - System and method by transforming infrared to visible light using optical fiber - Google Patents

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Abstract

Disclosed are an arc detection system of infrared-visible ray conversion using an optical fiber and a method thereof. The arc detection system according to the present invention comprises: an infrared ray optical lens which outputs an infrared ray generated by arc in a distribution board by selectively transmitting the infrared ray; a phosphor glass which converts the infrared ray outputted from the infrared optical lens into the visible ray and then outputs the converted visible ray; an optical fiber for delivering the visible ray outputted from the phosphor glass; a light-receiving lens which receives and transmits the visible ray delivered through the optical fiber; a photo diode which amplifies the visible ray transmitted by the light-receiving lens and then outputs the amplified visible ray; and an arc generation judgment module which judges arc generation using the visible ray outputted from the photo diode. According to the arc detection system of infrared-visible ray conversion using the optical fiber and the method thereof, the arc detection system has the effect of being able to remove disturbing lights like the infrared ray, and the visible ray caused by phosphor or sunlight and to detect arc generation in the distribution board accurately, by being configured to judge arc detection by selectively filtering the infrared ray mainly generated by arc and converting the filtered infrared ray into the visible ray. Especially, the arc detection system has the effect of being able to detect arc generation in the distribution board accurately, by removing infrared ray noise also by considering the infrared ray by the natural light.

Description

광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD BY TRANSFORMING INFRARED TO VISIBLE LIGHT USING OPTICAL FIBER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an arc detection system and method using an infrared-visible light conversion system using an optical fiber,

본 발명은 고압반, 저압반, 분전반, 모터제어반을 포함한 수배전반에서 아크 검출 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템 및 방법에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a high-voltage, low-voltage, More particularly, the present invention relates to an arc detection system and method using an infrared-visible light conversion system using an optical fiber, and more particularly, to an arc detection system and method using an infrared-visible light conversion system. .

수배전반에서 아크(arc) 사고는 큰 대형 화재나 정전 사태 등으로 이어지는 가장 주요한 피해 원인 중의 하나이다.Arc arc accidents in the switchboard are one of the major causes of damage to large-scale fire and power outages.

아크 사고는 수배전반에서 발생하는 사고 중 가장 큰 사고로서, 지속 시간이 길어질 경우 수배전반 패널과 전력기기가 파손되어 장시간의 정전을 유발할 뿐 만 아니라 사고 발생 순간 작업자가 아크에 노출될 경우, 심각한 인명피해를 유발할 수 있다. 이러한 아크 사고의 발생 시 작업자의 안전이나, 수배전반의 내구성을 위한 여러 가지 조치들을 취하지만 이러한 규정은 잘 지키지 않아 큰 피해를 초래 하는 경우가 흔하게 발생하고 있다.The arc accident is one of the most serious accidents in the switchboards. If the duration is long, the panel and power devices are damaged and cause a long period of power outage. In addition, when the accident happens, . In case of such an arc accident, various measures are taken for the safety of the operator and the durability of the power distribution system, but these regulations are not kept well and often cause great damage.

수배전반은 고장, 사고시 정전으로 인한 피해가 크므로 여러 가지 안전대책을 마련해야 한다. 수배전반의 내부에서 아크 사고가 조작자 실수, 노후로 인한 절연파괴, 동물 및 곤충의 침입 등의 이유로 종종 발생하고 있다.There are many safety precautions to be taken in the switchgear because there is a great deal of damage from breakdowns and power outages. Inside the switchboard, arc accidents are often caused by operator error, dielectric breakdown due to aging, and the invasion of animals and insects.

미국의 경우 아크플래시 사고가 1년에 2,000건 이상이 보고되고 있고, 국내에서도 전기사고의 약 25%이상이 아크 플래시 사고로 발생하고 있는 등 점차 그 발생 빈도가 증가하고 있는 추세이다.In the United States, more than 2,000 arc flash accidents are reported every year, and more than 25% of electric accidents are caused by arc flash accidents in Korea.

아크에 의한 피해를 방지하거나 아크를 정확하게 검출하기 위한 다양한 방안이 강구되고 있지만 아직까지도 수배전반의 내부 아크(internal arc)로부터 보호하는 방안은 매우 미흡한 실정이다.Various methods have been proposed to prevent the damage caused by the arc or to accurately detect the arc. However, there is still a very insufficient measure to protect the internal arc of the switchboard.

먼저 기존의 보호 계전기의 단락 사고로부터의 보호는 사고 유무를 판단하는데 수십 ms 정도의 시간이 소요되는데 반해 수배전반 아크 사고가 발생하면 짧은 시간 내에 최대치에 도달하게 되어 패널과 내부 기기가 파손되고 정전이 발생하는 등의 2차 피해가 매우 커진다.Protection from short-circuiting of existing protection relays takes several tens of milliseconds to judge whether or not an accident has occurred. However, when an arc accident occurs in a power distribution panel, the maximum value is reached within a short time, The second-order damage such as the damage is very large.

또한, 종래의 수배전반에서는 아크 검출을 위해 간접적인 전기적 신호를 검출하는 방식을 주로 이용하는데, 누전 이외의 전기 신호 영향과 같은 외부 노이즈에 의해 오검출이 잦아진다는 문제점이 있다.In addition, in the conventional switchgear, a method of detecting an indirect electrical signal for detecting an arc is mainly used. However, there is a problem that frequent erroneous detection is caused by an external noise such as an influence of an electric signal other than a short circuit.

그리고 종래의 아크 검출 방식은 아크 발생 위치와 무관하게 변류기에 의한 전체 전류 신호에 의한 검출에 의존하기 때문에, 아크의 발생 위치를 정확하게 검출할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, since the conventional arc detection system relies on the detection by the total current signal by the current transformer irrespective of the arc generation position, there is a problem that the arc generation position can not be accurately detected.

아울러 부하의 종류 즉, R, L, C 등의 부하에 따라 그 검출되는 전류 파형이 비선형적으로 출력되기 때문에 아크 발생시 정확한 검출에도 한계가 있다는 문제점이 있다.In addition, since the detected current waveform is non-linearly outputted in accordance with the load type such as R, L, C, etc., there is a problem that accurate detection is also limited when an arc occurs.

이와 같이, 아크의 특성상 아크를 신속하게 검출하여 문제 발생 전에 신속하게 조치를 취하는 것이 중요한데, 이를 정확하게 검출하는 것에 한계가 있다.
As described above, it is important to quickly detect an arc and take measures quickly before a problem occurs due to the characteristics of the arc, and there is a limit to accurately detecting the arc.

대한민국 공개특허 제2013-0137370호 (2013.12.17)Korean Patent Publication No. 2013-0137370 (Dec. 17, 2013)

본 발명의 목적은 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide an infrared-visible light conversion arc detection system using optical fibers.

본 발명의 다른 목적은 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법을 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide an infrared-visible light conversion method using an optical fiber.

상기 본 발명의 목적에 따른 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템은, 수배전반 내에서 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하는 적외선 광학 렌즈; 상기 적외선 광학 렌즈에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 출력하는 형광 글래스; 상기 형광 글래스에서 출력된 가시 광선을 전달하기 위한 광 섬유(optical fiber); 상기 광 섬유를 통해 전달되는 가시 광선을 수신하여 투과시키는 수광 렌즈; 상기 수광 렌즈에서 투과되는 가시 광선을 증폭하여 출력하는 포토 다이오드(photo diode); 상기 포토 다이오드에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 아크 발생 판단 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.In the infrared-visible light conversion arc detection system using optical fibers according to the present invention, An infrared optical lens for selectively transmitting and outputting infrared rays generated by an arc; A fluorescent glass for converting infrared rays output from the infrared optical lens into visible light and outputting the visible light; An optical fiber for transmitting visible light output from the fluorescent glass; A light receiving lens for receiving and transmitting a visible light transmitted through the optical fiber; A photodiode for amplifying and outputting visible light transmitted through the light receiving lens; And an arc generation determining module that determines whether or not an arc is generated by using a visible ray output from the photodiode.

여기서, 상기 형광 글래스에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 발광하는 적외선 LED를 더 포함하도록 구성될 수 있다.Here, the display device may further include an infrared LED for amplifying visible light emitted from the fluorescent glass to emit visible light.

여기서, 상기 아크 발생 판단 모듈은, 상기 광 섬유를 통해 전달되는 가시 광선을 논리 신호(logical signal)로 변환하는 아크 신호 정형 회로; 상기 아크 신호 정형 회로에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 발생 횟수를 계수하는 아크 신호 카운터(arc signal counter); 상기 아크 신호 카운터에서 계수된 아크 발생 횟수에 따라 알람 구동 신호를 생성하는 데이터 래치(data latch); 상기 데이터 래치에서 생성된 알람 구동 신호에 의해 알람을 발생하는 알람 발생 회로; 상기 아크 신호 정형 회로에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 지속 시간을 산출하기 위해 펄스폭을 변환하는 펄스폭 변환 회로; 상기 펄스폭 변환 회로에서 변환된 펄스폭에 의해 아크 스타트(arc start) 신호를 생성하는 아크 스타트 회로; 상기 아크 스타트 회로에서 생성된 아크 스타트 신호의 주파수 분석 및 통계 분석을 수행하여 아크의 지속 여부를 판단하고, 아크가 중단된 것으로 판단한 경우 상기 알람 발생 회로의 알람을 중지시키는 디지털 신호 처리 회로; 상기 디지털 처리 신호 회로에서 판단된 아크의 지속 여부 및 상기 광 섬유를 통해 인지되는 아크의 발생 위치를 표시하는 디스플레이를 포함하도록 구성될 수 있다.Here, the arc generation determination module may include an arc signal shaping circuit for converting a visible light transmitted through the optical fiber into a logical signal; An arc signal counter for counting the number of arc occurrences using the logic signal converted by the arc signal shaping circuit; A data latch for generating an alarm driving signal in accordance with the counted number of arcs generated in the arc signal counter; An alarm generating circuit for generating an alarm by an alarm driving signal generated in the data latch; A pulse width conversion circuit for converting a pulse width to calculate an arc duration time using the logic signal converted by the arc signal shaping circuit; An arc start circuit for generating an arc start signal by the pulse width converted by the pulse width conversion circuit; A digital signal processing circuit for determining whether the arc is continued by performing frequency analysis and statistical analysis of the arc start signal generated in the arc start circuit and stopping the alarm of the alarm generating circuit when it is determined that the arc is stopped; And a display for indicating whether the arc determined in the digital processing signal circuit is continuous and where an arc is recognized through the optical fiber.

그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the infrared optical lens is configured so that an anti-reflective coating process is performed so that infrared rays of a wavelength of 800 nm to 860 nm are selectively transmitted and light of other wavelengths is not transmitted.

그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성되는 것이 바람직하다.The refractive index (nd) of the infrared optical lens is preferably larger than 1.49 and smaller than 1.78, and Abbe number (vd) is preferably larger than 46.0 and smaller than 91.0.

그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성되는 것이 바람직하다.The infrared optical lens preferably has a maximum incident angle of 55 degrees, an F number (F number) of 2.0, a refractive index of 1.713, and a dispersion of 53.94.

그리고 상기 광 섬유는, 아크 검출 센서별로 단일 광 섬유로 구성되는 광 섬유 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서의 위치를 확인 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the optical fiber is composed of an optical fiber bundle composed of a single optical fiber for each arc detection sensor so that the position of the arc detection sensor in which an arc is detected can be confirmed.

그리고 상기 광 섬유는, 상기 광 섬유의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the optical fiber is configured to apply an infrared ray-responsive phosphor to an end surface of the optical fiber.

그리고 상기 아크 발생 판단 모듈은, 아크의 파워 밀도가 5 uW/cm²를 초과하는 경우 아크가 발생하는 것으로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.The arc generation determination module may be configured to determine that an arc occurs when the power density of the arc exceeds 5 uW / cm < 2 >.

상기 본 발명의 다른 목적에 따른 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법은, 적외선 광학 렌즈가 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하는 단계; 형광 글래스가 상기 적외선 광학 렌즈에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 광 섬유를 통해 송신하는 단계; 적외선 LED가 기 적외선 반응 형광체에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 발광하는 단계; 수광 렌즈가 상기 광 섬유를 통해 전달되는 가시 광선을 수신하여 투과시키는 단계; 포토 다이오드(photo diode)가 상기 수광 렌즈에서 투과되는 가시 광선을 증폭하여 출력하는 단계; 아크 발생 판단 모듈이 상기 포토 다이오드에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하여 알람을 발생하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an arc-detecting method of an infrared-visible light conversion using optical fibers, comprising: selectively transmitting infrared rays generated by an arc of an infrared optical lens and outputting the infrared rays; Converting the infrared light output from the infrared optical lens into visible light by the fluorescent glass and transmitting the visible light through the optical fiber; The infrared LED amplifies visible light emitted from the infrared ray-reactive phosphor and emits the light; Receiving and transmitting a visible light transmitted through the optical fiber by a light receiving lens; Amplifying and outputting visible light transmitted through the light receiving lens by a photodiode; And generating an alarm by determining whether or not an arc is generated using the visible ray output from the photodiode.

여기서, 상기 아크 발생 판단 모듈이 상기 포토 다이오드에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 단계는, 아크 신호 정형 회로가 상기 광 섬유를 통해 전달되는 가시 광선을 논리 신호(logical signal)로 변환하는 단계; 아크 신호 카운터(arc signal counter)가 상기 아크 신호 정형 회로에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 발생 횟수를 계수하는 단계; 데이터 래치(data latch)가 상기 아크 신호 카운터에서 계수된 아크 발생 횟수에 따라 알람 구동 신호를 생성하는 단계; 알람 발생 회로가 상기 데이터 래치에서 생성된 알람 구동 신호에 의해 알람을 발생하는 단계; 펄스폭 변환 회로가 상기 아크 신호 정형 회로에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 지속 시간을 산출하기 위해 펄스폭을 변환하는 단계; 아크 스타트 회로가 상기 펄스폭 변환 회로에서 변환된 펄스폭에 의해 아크 스타트(arc start) 신호를 생성하는 단계; 디지털 신호 처리 회로가 상기 아크 스타트 회로에서 생성된 아크 스타트 신호의 주파수 분석 및 통계 분석을 수행하여 아크의 지속 여부를 판단하고, 아크가 중단된 것으로 판단한 경우 상기 알람 발생 회로의 알람을 중지시키는 단계; 디스플레이가 상기 디지털 처리 신호 회로에서 판단된 아크의 지속 여부 및 상기 광 섬유를 통해 인지되는 아크의 발생 위치를 표시하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.The arc generation determining module may determine whether an arc is generated using the visible light output from the photodiode, wherein the arc signal shaping circuit converts a visible light transmitted through the optical fiber into a logical signal Converting; Counting the number of arc occurrences using an arc signal counter using the logic signal converted in the arc signal shaping circuit; Generating an alarm driving signal in accordance with a count of arcs generated by the data latch in the arc signal counter; An alarm generating circuit generating an alarm by an alarm driving signal generated in the data latch; The pulse width conversion circuit converting the pulse width to calculate the arc duration using the logic signal converted in the arc signal shaping circuit; The arc start circuit generating an arc start signal by the pulse width converted in the pulse width conversion circuit; The digital signal processing circuit performs frequency analysis and statistical analysis of the arc start signal generated in the arc start circuit to determine whether or not the arc continues, and stopping the alarm of the alarm generating circuit when it is determined that the arc is stopped; The display may be configured to indicate whether the arc determined in the digital processing signal circuit is continuing and where the occurrence of the arc is recognized through the optical fiber.

이때, 상기 적외선 광학 렌즈는, 800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the infrared optical lens is configured so that an anti-reflective coating process is performed so that infrared rays having a wavelength of 800 nm to 860 nm are selectively transmitted and light having other wavelengths is not transmitted.

그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성되는 것이 바람직하다.The refractive index (nd) of the infrared optical lens is preferably larger than 1.49 and smaller than 1.78, and Abbe number (vd) is preferably larger than 46.0 and smaller than 91.0.

그리고 상기 적외선 광학 렌즈는, 최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성되는 것이 바람직하다.The infrared optical lens preferably has a maximum incident angle of 55 degrees, an F number (F number) of 2.0, a refractive index of 1.713, and a dispersion of 53.94.

그리고 상기 광 섬유는, 아크 검출 센서별로 단일 광 섬유로 구성되는 광 섬유 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서의 위치를 확인 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the optical fiber is composed of an optical fiber bundle composed of a single optical fiber for each arc detection sensor so that the position of the arc detection sensor in which an arc is detected can be confirmed.

그리고 상기 광 섬유는, 상기 광 섬유의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성되는 것이 바람직하다.Preferably, the optical fiber is configured to apply an infrared ray-responsive phosphor to an end surface of the optical fiber.

그리고 상기 아크 발생 판단 모듈이 상기 포토 다이오드에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하여 알람을 발생하는 단계는, 아크의 파워 밀도가 5 uW/cm²를 초과하는 경우 아크가 발생하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
The arc generation determination module determines whether an arc is generated using the visible light output from the photodiode and generates an alarm if the power density of the arc exceeds 5 uW / cm < .

상술한 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템 및 방법에 의하면, 아크에 의해 주로 발생되는 적외선을 선택적으로 필터링하고 이를 가시광선으로 변환하여 아크 검출을 판단하도록 구성됨으로써, 형광등이나 태양광 등에 의한 가시광선, 자외선 등의 외란광을 제거하고 정확하게 아크를 검출할 수 있는 효과가 있다.According to the infrared-visible light conversion system and method using the optical fiber described above, the infrared rays, which are mainly generated by the arc, are selectively filtered and converted into visible rays to determine the arc detection, It is possible to remove the disturbance light such as visible light and ultraviolet light by the light and to detect the arc accurately.

특히, 자연광에 의한 적외선을 고려하여 적외선 노이즈까지 제거함으로써, 아크 발생을 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.In particular, there is an effect that the generation of an arc can be accurately detected by removing infrared rays in consideration of infrared rays caused by natural light.

또한, 가시광선을 광 파이버를 통해 아크 검출 회로로 송신하되 아크 검출 센서마다 각각 별도의 단일 광 섬유를 통해 송신하도록 구성됨으로써, 아크가 발생된 위치를 정확하게 인지하고 신속하게 대처할 수 있는 효과가 있다.
In addition, since visible light is transmitted through an optical fiber to an arc detection circuit, and each arc detection sensor transmits through a separate single optical fiber, it is possible to accurately recognize and quickly cope with an arc generated position.

도 1은 아크 발생시 아크에 의해 발생되는 광의 분광 스펙트럼 분포도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템의 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템이 적용된 수배전반의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 발생 판단 모듈의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선-가시광선 변환타입의 출력 오차를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 굴절율/분산의 분포도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 5mm 두께의 적외선 광학 렌즈의 내부 투과율을 나타내는 표이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 공간 주파수에 따른 MTF 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 필터의 분광 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 분광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이버의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 MODBUS-RTU 프로토콜의 송수신 시퀀스이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 변환 방식에 의한 아크 검출 방법의 흐름도이다.
1 is a spectral spectral distribution diagram of light generated by an arc when an arc is generated.
FIG. 2A is a configuration diagram of an infrared-visible light conversion arc detection system using optical fibers according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a configuration diagram of a switchboard to which an infrared-visible light conversion arc detection system using optical fibers according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a block diagram of an arc generation determination module according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating an output error of the infrared-visible light conversion type according to an embodiment of the present invention.
5 is a structural view of an infrared optical lens according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a refractive index / dispersion distribution diagram of an infrared optical lens according to an embodiment of the present invention.
7 is a table showing the internal transmittance of a 5 mm thick infrared optical lens according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing MTF characteristics according to spatial frequencies of an infrared optical lens according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing spectral characteristics of an infrared ray transmission filter according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing a spectral distribution of an infrared optical lens according to an embodiment of the present invention.
11 is a perspective view of an optical fiber according to an embodiment of the present invention.
12 is a transmission / reception sequence of a MODBUS-RTU protocol according to an embodiment of the present invention.
13 is a flowchart of a method of detecting an arc by a light conversion method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 아크 발생시 아크에 의해 발생되는 광의 분광 스펙트럼 분포도이다.1 is a spectral spectral distribution diagram of light generated by an arc when an arc is generated.

도 1을 참조하면, 수배전반에서 아크가 발생할 때 아크에 의해 발생되는 광의 스펙트럼 분포를 나타낸다. 도 1에서 보듯이 아크에 의한 광은 800 nm 내지 860 nm에서 가장 강한 세기를 나타내고 있다. 800 nm 내지 860 nm 파장 대역은 적외선 파장 대역이며, 아크에 의해 적외선이 가장 강하게 나타나고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, there is shown a spectrum distribution of light generated by an arc when an arc occurs in a switchboard. As shown in FIG. 1, arc-induced light has the strongest intensity at 800 nm to 860 nm. The wavelength band from 800 nm to 860 nm is an infrared wavelength band, and it can be seen that infrared rays are most strongly displayed by the arc.

이에, 적외선이 강하게 감지되면 아크가 발생하고 있다고 판단될 수 있다. 본 발명에서는 적외선이 강하게 감지되는 경우 아크의 발생을 검출하도록 구성된다. Accordingly, if the infrared ray is strongly sensed, it can be determined that an arc is generated. The present invention is configured to detect the occurrence of an arc when infrared rays are strongly sensed.

수배전반 내부에서는 외부로부터 입사되는 가시광선은 물론 내부 형광등의 광과 같은 노이즈 광이 상당하게 존재한다. 이에, 가시광선이나 자외선과 같은 노이즈 광을 제거하도록 구성된다.In the interior of the switchboard, noise light such as light of an internal fluorescent lamp as well as a visible light incident from the outside are considerably present. Thus, it is configured to remove noise light such as visible light or ultraviolet light.

이에 더하여 자연광이나 형광등에 존재하는 적외선이 있는데, 본 발명에서는 이러한 기본적인 적외선을 고려하여 아크 발생에 따른 적외선이 있는지를 판단하도록 구성된다.In addition, there is infrared ray existing in natural light or fluorescent light. In the present invention, it is configured to judge whether there is an infrared ray due to arc generation in consideration of the basic infrared ray.

기본적으로 존재하는 적외선은 적외선의 최소 광 밀도를 설정하여 고려하도록 구성될 수 있다.Basically existing infrared rays can be configured to take into consideration by setting the minimum optical density of infrared rays.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템의 구성도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템이 적용된 수배전반의 구성도이다.FIG. 2A is a configuration diagram of an infrared-visible light conversion system using an optical fiber according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2B is a diagram illustrating an infrared-visible light conversion using an optical fiber according to an exemplary embodiment of the present invention. Type arc detection system is applied.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템(이하, ‘아크 검출 시스템’이라 함)(100)은 적외선 광학 렌즈(110), 형광 글래스(120), 광 섬유(130), 적외선 LED(light emitting diode)(140), 수광 렌즈(150), 포토 다이오드(photo diode)(160), 아크 발생 판단 모듈(170)을 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B, an arc detection system (hereinafter, referred to as an 'arc detection system') 100 using an optical fiber using an infrared-visible light conversion system according to an embodiment of the present invention includes an infrared optical lens A fluorescent glass 120, an optical fiber 130, an infrared LED (light emitting diode) 140, a light receiving lens 150, a photodiode 160, and an arc occurrence determination module 170 . ≪ / RTI >

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.

적외선 광학 렌즈(110)는 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하도록 구성될 수 있다. 적외선 광학 렌즈(110)는 적외선을 투과시키고 자외선이나 가시광선을 차단하도록 구성될 수 있다.The infrared optical lens 110 may be configured to selectively transmit and receive infrared rays generated by an arc. The infrared optical lens 110 may be configured to transmit infrared rays and block ultraviolet rays or visible rays.

여기서, 적외선 광학 렌즈(110)는 800 nm 내지 860 nm의 파장 대역을 갖는 적외선 대역을 선택 투과시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 아크에 의해 발생되는 적외선은 800 nm 내지 860 nm 파장 대역에서 가장 강하게 나타나기 때문이다.Here, it is preferable that the infrared optical lens 110 is configured to selectively transmit an infrared band having a wavelength band of 800 nm to 860 nm. Since the infrared rays generated by the arc appear most strongly in the 800 nm to 860 nm wavelength band.

형광 글래스(120)는 적외선 광학 렌즈(110)에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 출력하도록 구성될 수 있다. The fluorescent glass 120 may be configured to convert infrared rays output from the infrared optical lens 110 into visible light and output the visible light.

가시광선은 광 섬유(130)를 통해 송신되도록 구성될 수 있다. 광 섬유(130)는 가시광선의 소실을 줄이고 검출된 적외선 신호 즉 가시광선을 그대로 원격지로 전달하기 위한 구성이다.The visible light may be configured to be transmitted through optical fiber 130. The optical fiber 130 is configured to reduce disappearance of the visible light and to transmit the detected infrared signal, that is, the visible light, to the remote site as it is.

광 섬유(130)는 적외선 광학 렌즈(110), 형광 글래스(120), 광 섬유(130)로 구성되는 센서마다 하나씩 원격지로 연결되도록 구성되며, 센서마다 연결되는 광 섬유(130)는 하나의 광 섬유(130) 묶음 내지는 다발로서 구성된다.The optical fiber 130 is configured to be connected to a remote location one by one for each sensor composed of the infrared optical lens 110, the fluorescent glass 120, and the optical fiber 130, Fibers 130 as a bundle or a bundle.

특정 광 섬유(130)에서 가시광선이 전달되는지에 따라 어느 센서에서 아크가 검출되는지 알 수 있기 때문에, 아크의 발생 위치를 정확하게 판단할 수 있다.Since it is possible to determine from which sensor the arc is detected according to whether the visible light is transmitted from the specific optical fiber 130, the position where the arc is generated can be accurately determined.

적외선 LED(140)는 형광 글래스(120)에서 출력되는 가시광선을 증폭하여 발광하도록 구성될 수 있다. 사용자는 적외선 LED(140)에 의해 가시광선의 발광을 파악하여 육안으로 아크 발생을 확인하도록 구성될 수 있다.The infrared LED 140 may be configured to amplify and emit visible light output from the fluorescent glass 120. The user can grasp the light emission of the visible light ray by the infrared LED 140 and visually confirm the occurrence of the arc.

수광 렌즈(150)는 원격지에 설치되며, 광 섬유(130)를 통해 전달되는 가시광선을 수신하여 투과시키도록 구성될 수 있다.The light receiving lens 150 is installed at a remote place and can receive visible light transmitted through the optical fiber 130 and transmit the visible light.

포토 다이오드(160)는 수광 렌즈(150)에서 투과되는 가시 광선을 증폭하여 출력하도록 구성될 수 있다.The photodiode 160 may be configured to amplify and output the visible light transmitted through the light receiving lens 150.

수광 렌즈(150)와 포토 다이오드(160)는 수광 장치를 구성할 수 있다.The light receiving lens 150 and the photodiode 160 can constitute a light receiving device.

아크 발생 판단 모듈(170)은 포토 다이오드(160)에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. The arc occurrence determination module 170 may be configured to determine whether an arc is generated using the visible light output from the photodiode 160.

또한, 아크 발생 판단 모듈(170)은 아크 발생이 있는 것으로 판단하는 경우 알람을 발생시켜 사용자가 즉시 인지할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 아크 발생 판단 모듈(170)은 아크 발생 지점을 정확하게 사용자에게 알려주도록 구성될 수 있다.In addition, the arc occurrence determination module 170 may be configured to generate an alarm when the arc is determined to be generated, so that the user can recognize the arc immediately. In addition, the arc occurrence determination module 170 can be configured to accurately inform the user of an arc occurrence point.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 발생 판단 모듈의 블록 구성도이다.3 is a block diagram of an arc generation determination module according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 발생 판단 모듈(170)은 아크 신호 정형 회로(171), 아크 신호 카운터(arc signal counter)(172), 데이터 래치(data latch)(173), 알람 발생 회로(174), 펄스폭 변환 회로(175), 아크 스타트 회로(176), 디지털 신호 처리 회로(177), 디스플레이(178)를 포함하도록 구성될 수 있다.3, an arc generation determination module 170 according to an embodiment of the present invention includes an arc signal shaping circuit 171, an arc signal counter 172, a data latch 173 An alarm generation circuit 174, a pulse width conversion circuit 175, an arc start circuit 176, a digital signal processing circuit 177, and a display 178. [

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration will be described.

아크 신호 정형 회로(171)는 광 섬유(130)를 통해 전달되는 가시광선을 논리 신호(logical signal)로 변환하도록 구성될 수 있다. 가시광선의 크기에 따라 논리 신호를 ‘HIGH’ 또는 ‘LOW’로 펄스폭을 변환하여 출력하도록 구성될 수 있다.The arc signal shaping circuit 171 may be configured to convert a visible light transmitted through the optical fiber 130 into a logical signal. And may be configured to convert the pulse width of the logic signal to 'HIGH' or 'LOW' according to the size of the visible light and output the pulse width.

아크 신호 카운터(172)는 아크 신호 정형 회로(171)에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 발생 횟수를 계수하도록 구성될 수 있다. 즉, 일정한 펄스폭 이상의 펄스폭을 갖는 ‘HIGH’ 신호의 갯수를 계수하여 아크 발생 횟수를 카운트하도록 구성될 수 있다.The arc signal counter 172 may be configured to count the number of arc occurrences using the logic signal converted by the arc signal shaping circuit 171. [ That is, the number of 'HIGH' signals having a pulse width of a predetermined pulse width or more may be counted to count the number of arc occurrences.

데이터 래치(173)는 아크 신호 카운터(172)에서 계수된 아크 발생 횟수에 따라 알람 구동 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 데이터 래치(173)는 소정 시간 단위 내에 소정 갯수 이상의 아크가 발생되어 카운트 횟수가 저장되는 경우, 즉시 알람 구동 신호를 생성하여 출력하도록 구성될 수 있다.The data latch 173 can be configured to generate an alarm driving signal in accordance with the counted number of arcs generated in the arc signal counter 172. [ The data latch 173 may be configured to generate and output an alarm driving signal immediately when a predetermined number or more of arcs are generated within a predetermined time unit and the count number is stored.

알람 발생 회로(174)는 데이터 래치(173)에서 생성된 알람 구동 신호에 의해 알람을 발생하도록 구성될 수 있다. 알람 발생 회로(174)는 알람 스피커를 통해 알람을 출력하도록 구성되거나 또는 사용자 단말(미도시)로 알람 메시지를 자동 송신하도록 구성될 수 있다.The alarm generating circuit 174 may be configured to generate an alarm based on the alarm driving signal generated by the data latch 173. [ The alarm generating circuit 174 may be configured to output an alarm via an alarm speaker or may be configured to automatically transmit an alarm message to a user terminal (not shown).

펄스폭 변환 회로(175)는 아크 신호 정형 회로(171)에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 지속 시간을 산출하기 위해 펄스폭을 변환하도록 구성될 수 있다.The pulse width conversion circuit 175 may be configured to convert the pulse width to calculate the arc duration using the converted logic signal in the arc signal shaping circuit 171. [

아크 스타트 회로(176)는 펄스폭 변환 회로(175)에서 변환된 펄스폭에 의해 아크 스타트(arc start) 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.The arc start circuit 176 may be configured to generate an arc start signal by the pulse width converted in the pulse width conversion circuit 175. [

디지털 신호 처리 회로(177)는 아크 스타트 회로(176)에서 생성된 아크 스타트 신호의 주파수 분석 및 통계 분석을 수행하여 아크의 지속 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 주파수 분석이나 통계 분석은 아크의 발생 지속성이나 지속 여부 등을 다각적으로 판단하는 데 이용된다.The digital signal processing circuit 177 may be configured to perform frequency analysis and statistical analysis of the arc start signal generated by the arc start circuit 176 to determine whether the arc is continued. Frequency analysis and statistical analysis are used to judge the continuity or continuity of the arc.

디지털 신호 처리 회로(177)는 아크가 중단된 것으로 판단한 경우 알람 발생 회로(174)의 알람을 중지시키도록 구성될 수 있다.The digital signal processing circuit 177 may be configured to stop the alarm of the alarm generating circuit 174 when it determines that the arc has been interrupted.

디스플레이(178)는 디지털 처리 신호 회로(177)에서 판단된 아크의 지속 여부 및 광 섬유(130)를 통해 인지되는 아크의 발생 위치를 표시하도록 구성될 수 있다. 이는 광 섬유(130)마다 어느 센서로부터 신호가 오는지 미리 정해져 있고 각 센서는 어느 위치에 설치되어 있는지가 미리 정해져 있어야 가능하다.The display 178 may be configured to indicate whether the arc determined by the digital processing signal circuit 177 is continuing and where the arc is recognized through the optical fiber 130. [ It is possible that the signal from each sensor is predetermined for each optical fiber 130 and the position of each sensor is determined in advance.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선-가시광선 변환타입의 출력 오차를 나타내는 그래프이다.4 is a graph illustrating an output error of the infrared-visible light conversion type according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 적외선 파장 대역의 광원에 대한 출력 전압을 나타낸다. 수배전반에는 노이즈 광으로서 자외선과 가시광선 이외에도 적외선이 존재하기 때문에, 기본적으로 존재하는 적외선 노이즈를 인지하여 아크 발생의 여부를 정확하게 판단할 필요가 있다. 그러므로, 태양광 등에 의한 적외선 노이즈는 도 3과 같이 직사 일사광이 입사될 때 출력 0.03 [V]에 상당한다.Referring to FIG. 4, an output voltage for a light source in an infrared wavelength band is shown. Since the infrared light exists in addition to ultraviolet rays and visible rays as the noise light in the switchgear, it is necessary to accurately determine whether or not the arc is generated by recognizing the infrared noise that exists basically. Therefore, the infrared noise due to sunlight or the like corresponds to an output of 0.03 [V] when direct sunlight is incident as shown in Fig.

그러므로, 아크 검출 센서(100)는 검출 가능한 최소 아크 광의 파워 밀도를 5 uW/cm² 정도로 설정하여 아크 검출을 판단하도록 구성될 수 있다. 이에, 태양광 노이즈의 영향을 거의 받지 않게 된다.Therefore, the arc detection sensor 100 can be configured to determine the arc detection by setting the power density of the minimum detectable arc light to about 5 uW / cm2. Therefore, it is hardly affected by the sunlight noise.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 구조도이다.5 is a structural view of an infrared optical lens according to an embodiment of the present invention.

도 5는 적외선 광학 렌즈의 레이아웃(lay out)을 예시하고 있다.Fig. 5 illustrates lay-out of an infrared optical lens.

여기서, 적외선 광학 렌즈(110)는 최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성되는 것이 바람직하다.Here, the infrared optical lens 110 preferably has a maximum incident angle of 55 degrees, an F number (F number) of 2.0, a refractive index of 1.713, and a dispersion of 53.94.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 굴절율/분산의 분포도를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing a refractive index / dispersion distribution diagram of an infrared optical lens according to an embodiment of the present invention.

도 6의 굴절율/분산 분포도를 볼 때, 적외선 광학 렌즈(110)는 굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성되는 것이 바람직하다.6, the refractive index (nd) of the infrared optical lens 110 is preferably greater than 1.49 and less than 1.78, and the Abbe number (vd) is preferably greater than 46.0 and smaller than 91.0.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 5mm 두께의 적외선 광학 렌즈의 내부 투과율을 나타내는 표이다.7 is a table showing the internal transmittance of a 5 mm thick infrared optical lens according to an embodiment of the present invention.

도 7은 적외선 광학 렌즈(110)가 5 mm의 두께를 가질 때 갖게 되는 내부 투과율로서, 800 nm 내지 860 nm의 빛에 대해서는 50% 이상의 투과율을 나타낸다. 7 is an internal transmittance which is obtained when the infrared optical lens 110 has a thickness of 5 mm and shows a transmittance of 50% or more for light of 800 nm to 860 nm.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 공간 주파수에 따른 MTF 특성을 나타내는 그래프이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 필터의 분광 특성을 나타내는 그래프이다. FIG. 8 is a graph showing MTF characteristics according to spatial frequencies of an infrared optical lens according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a graph showing spectral characteristics of an infrared ray transmitting filter according to an embodiment of the present invention.

도 8 및 도 9를 참조하면, 적외선 광학 렌즈(110)의 곡안 주파수에 따른 MTF 특성이 나타나 있으며, 적외선 광학 렌즈(110)의 경우 800nm~860nm사이의 적외선 영역의 빛은 85% 내지 90% 정도 투과되지만, 타 파장 대역의 빛은 거의 0% 정도의 투과율을 가져 실질적으로 차단됨을 알 수 있다.Referring to FIGS. 8 and 9, the MTF characteristic according to the eye wave frequency of the infrared optical lens 110 is shown. In the case of the infrared optical lens 110, light in the infrared region between 800 nm and 860 nm is 85% to 90% But the light of the other wavelength band has a transmittance of about 0% and is substantially blocked.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 광학 렌즈의 분광 분포를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing a spectral distribution of an infrared optical lens according to an embodiment of the present invention.

도 10에서 보듯이, 적외선 광학 렌즈(110)에 의해 800 nm 내지 860 nm 파장 대역의 적외선이 그 검출 대상이 되는 것을 나타낸다.As shown in FIG. 10, infrared rays of 800 nm to 860 nm wavelength band are detected by the infrared optical lens 110.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이버의 사시도이다.11 is a perspective view of an optical fiber according to an embodiment of the present invention.

도 11에서 광 섬유(130)는 아크 검출 센서(100)별로 단일 광 섬유로 구성되는 광 섬유 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서(100)의 위치를 확인 가능하도록 구성될 수 있다.In FIG. 11, the optical fiber 130 may be composed of an optical fiber bundle composed of a single optical fiber for each arc detection sensor 100, so that the position of the arc detection sensor 100 in which an arc is detected can be confirmed.

광 섬유(130)는 광 섬유(130)의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성될 수 있다.The optical fiber 130 may be configured to apply an infrared reactive phosphor to an end surface of the optical fiber 130.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 MODBUS-RTU 프로토콜의 송수신 시퀀스이다.12 is a transmission / reception sequence of a MODBUS-RTU protocol according to an embodiment of the present invention.

도 12에서는 적외선 광학 렌즈(110)와 형광 글래스(120), 적외선 LED(140)를 포함하는 센서와 수광 렌즈(150), 포토 다이오드(160), 아크 발생판단 모듈(170)로 구성되는 수광 장치 간에 적용되는 통신 프로토콜을 나타낸다.12, a light receiving device 150 including an infrared optical lens 110, a sensor including a fluorescent glass 120 and an infrared LED 140, a light receiving lens 150, a photodiode 160, Lt; / RTI >

본 발명에서는 MODSU-RTU 프로토콜이 이용되며, 통신 버스는 RS485 MULTI-DROP, HALF DUPLEX로 구성된다. In the present invention, the MODSU-RTU protocol is used and the communication bus is composed of RS485 MULTI-DROP and HALF DUPLEX.

통신 속도는 19200 BPS, 데이터는 8 비트로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고 패리티(parity)는 NON, EVEN, ODD로 구성될 수 있다.The communication speed is preferably 19200 BPS and the data is preferably composed of 8 bits. The parity may be composed of NON, EVEN, and ODD.

도 12에서 T1은 캐릭터 간의 지연시간이며, T2는 요구 텔레그램과 응답 텔레그램 간의 지연시간이며, T3는 송수신한 프레임 완료 후 다음 프레임 시작 간의 지연 시간이다.In FIG. 12, T 1 is the delay time between characters, T 2 is the delay time between the request telegram and the response telegram, and T 3 is the delay time between the start of the next frame after completion of the transmission and reception.

Baud rateBaud rate T1min T 1 min T1max T 1max T2min T 2 min T2max T 2max T3min T 3 min 가변가능여부Variable availability 불가Impossible 불가Impossible 가능possible 불가Impossible 가능possible 1200 bps
2400 bps
4800 bps
9600 bps
19200 bps
38400 bps
1200 bps
2400 bps
4800 bps
9600 bps
19200 bps
38400 bps
00 1.5 CT1.5 CT 10 CT
10 CT
T2min
×
1.2
T 2 min
×
1.2
5 CT
5 CT

상기 표 1에서는 CT는 1 캐릭터 전송 소비시간 (1CT= 1 캐릭터 비트 수/Baud rate)을 나타내며, T2min는 센서에서 타임 가변가능하며, T3min은 마스터 측(수광 장치)에서 타임 가변시키도록 구성되며, 여기서 만약 4 CT<5ms라면 T2min ≥ 5ms로 될 수 있다. 만 전 프레임의 동작이 FNR 06h 또는 10h 라면 100ms 이상 아이들 타임(idle time)이 필요할 수도 있다.In Table 1, CT denotes a 1-character transmission consumption time (1CT = 1 character number / Baud rate), T 2min is a time variable in the sensor, and T 3min is a time varying time in the master side Where 4 CT <5 ms, then T 2 min ≥ 5 ms. If the operation of the previous frame is FNR 06h or 10h, an idle time of 100ms or more may be required.

다음은 프로토콜 포맷을 나타낸다.The following shows the protocol format.

ADRADR FNR
(0x03)
FNR
(0x03)
레지스터
시작주소
register
Start address
레지스터
수 량
register
Quantity
CRCCRC
1B1B 1B1B 2B2B 2B2B 2B2B

표 2는 요구 텔레그램으로서 바이트 수량은 n × 2 BYTE (최대 바이트 수량: 100)이다.Table 2 shows the required telegrams, where the number of bytes is n × 2 BYTE (maximum byte quantity: 100).

ADRADR FNR
(0x03)
FNR
(0x03)
바이트
수 량
byte
Quantity
DATA1DATA1 ……... ... DATAnDATEN CRCCRC
1B1B 1B1B 1B1B 2B2B ……... ... 2B2B 2B2B

표 3은 응답 텔레그램으로서 바이트 수량은 n × 2 BYTE (최대 바이트 수량: 100)이다.Table 3 shows the response telegrams, where the number of bytes is n × 2 BYTE (maximum byte quantity: 100).

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 변환 방식에 의한 아크 검출 방법의 흐름도이다.13 is a flowchart of a method of detecting an arc by a light conversion method according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 적외선 광학 렌즈(110)가 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력한다(S101).Referring to FIG. 13, the infrared optical lens 110 selectively transmits and transmits infrared rays generated by an arc (S101).

여기서, 적외선 광학 렌즈(110)는 800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성될 수 있다.Here, the infrared optical lens 110 may be configured to selectively treat infrared rays having a wavelength of 800 nm to 860 nm and an anti-reflection coating process that does not transmit light having other wavelengths.

그리고 적외선 광학 렌즈(110)는 굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성될 수 있다.The refractive index (nd) of the infrared optical lens 110 is greater than 1.49 and less than 1.78, and the Abbe number (vd) is greater than 46.0 and less than 91.0.

그리고 적외선 광학 렌즈(110)는 최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성될 수 있다.The infrared optical lens 110 may have a maximum incident angle of 55 degrees, an F number (F number) of 2.0, a refractive index of 1.713, and a dispersion of 53.94.

다음으로, 형광 글래스(120)가 적외선 광학 렌즈(110)에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 광 섬유(130)를 통해 송신한다(S102).Next, the fluorescent glass 120 converts infrared rays output from the infrared optical lens 110 into visible light and transmits the visible light through the optical fiber 130 (S102).

여기서, 광 섬유(130)는 아크 검출 센서별로 단일 광 섬유(130)로 구성되는 광 섬유(130) 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서의 위치를 확인 가능하도록 구성될 수 있다.Here, the optical fiber 130 may be composed of a bundle of optical fibers 130 composed of a single optical fiber 130 for each arc detection sensor, so that the position of the arc detection sensor in which an arc is detected can be confirmed.

그리고 광 섬유(130)는 광 섬유(130)의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성될 수 있다.The optical fiber 130 may be configured to apply an infrared ray-reactive phosphor to an end surface of the optical fiber 130.

다음으로, 적외선 LED(140)가 적외선 반응 형광체에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 발광한다(S103).Next, the infrared LED 140 amplifies visible light output from the infrared-ray-responsive phosphor and emits light (S103).

다음으로, 수광 렌즈(150)가 광 섬유(130)를 통해 전달되는 가시 광선을 수신하여 투과시킨다(S104).Next, the light receiving lens 150 receives and transmits the visible light transmitted through the optical fiber 130 (S104).

다음으로, 포토 다이오드(photo diode)(160)가 수광 렌즈(150)에서 투과되는 가시 광선을 증폭하여 출력한다(S105).Next, a photodiode 160 amplifies and outputs the visible light transmitted through the light receiving lens 150 (S105).

다음으로, 아크 발생 판단 모듈(170)이 포토 다이오드(160)에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하여 알람을 발생한다(S106).Next, the arc occurrence determination module 170 determines whether an arc is generated by using the visible light output from the photodiode 160, and generates an alarm (S106).

여기서, 아크 신호 정형 회로(171)가 광 섬유(130)를 통해 전달되는 가시 광선을 논리 신호(logical signal)로 변환하고, 아크 신호 카운터(arc signal counter)(172)가 아크 신호 정형 회로(171)에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 발생 횟수를 계수하며, 데이터 래치(data latch)(173)가 아크 신호 카운터(172)에서 계수된 아크 발생 횟수에 따라 알람 구동 신호를 생성한다.The arc signal shaping circuit 171 converts a visible light transmitted through the optical fiber 130 into a logical signal and an arc signal counter 172 is connected to the arc signal shaping circuit 171 And a data latch 173 generates an alarm driving signal in accordance with the counted number of arcs generated by the arc signal counter 172.

그리고 나서, 알람 발생 회로(174)가 데이터 래치(173)에서 생성된 알람 구동 신호에 의해 알람을 발생한다. 그리고 펄스폭 변환 회로(175)가 아크 신호 정형 회로(171)에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 지속 시간을 산출하기 위해 펄스폭을 변환한다. 그리고 아크 스타트 회로(176)가 펄스폭 변환 회로(175)에서 변환된 펄스폭에 의해 아크 스타트(arc start) 신호를 생성한다. Then, the alarm generating circuit 174 generates an alarm by the alarm driving signal generated by the data latch 173. [ Then, the pulse width conversion circuit 175 converts the pulse width to calculate the arc duration using the logic signal converted in the arc signal shaping circuit 171. [ The arc start circuit 176 generates an arc start signal by the pulse width converted by the pulse width conversion circuit 175.

그리고 디지털 신호 처리 회로(177)가 아크 스타트 회로(176)에서 생성된 아크 스타트 신호의 주파수 분석 및 통계 분석을 수행하여 아크의 지속 여부를 판단하고, 아크가 중단된 것으로 판단한 경우 알람 발생 회로(174)의 알람을 중지시킨다. 디스플레이(178)가 디지털 처리 신호 회로(177)에서 판단된 아크의 지속 여부 및 광 섬유(130)를 통해 인지되는 아크의 발생 위치를 표시한다.The digital signal processing circuit 177 performs frequency analysis and statistical analysis of the arc start signal generated by the arc start circuit 176 to determine whether the arc is continued. When the arc is determined to have stopped, the alarm generating circuit 174 ) Is stopped. Display 178 indicates whether the arc determined by digital processing signal circuit 177 is continuing and where the arc is recognized through optical fiber 130. [

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims. There will be.

110: 적외선 광학 렌즈
120: 형광 글래스
130: 광 섬유
140: 적외선 LED
150: 수광 렌즈
160: 포토 다이오드
170: 아크 발생 판단 모듈
171: 아크 신호 정형 회로
172: 아크 신호 카운터
173: 데이터 래치
174: 알람 발생 회로
110: Infrared optical lens
120: Fluorescent glass
130: Optical fiber
140: Infrared LED
150: receiving lens
160: Photodiode
170: arc occurrence determination module
171: Arc signal shaping circuit
172: arc signal counter
173: Data latch
174: Alarm generating circuit

Claims (17)

수배전반내에서 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하는 적외선 광학 렌즈;
상기 적외선 광학 렌즈에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 출력하는 형광 글래스;
상기 형광 글래스에서 출력된 가시 광선을 전달하기 위한 광 섬유(optical fiber);
상기 광 섬유를 통해 전달되는 가시 광선을 수신하여 투과시키는 수광 렌즈;
상기 수광 렌즈에서 투과되는 가시 광선을 증폭하여 출력하는 포토 다이오드(photo diode);
상기 포토 다이오드에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 아크 발생 판단 모듈을 포함하되,
상기 아크 발생 판단 모듈은,
상기 광 섬유를 통해 전달되는 가시 광선을 논리 신호(logical signal)로 변환하는 아크 신호 정형 회로;
상기 아크 신호 정형 회로에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 발생 횟수를 계수하는 아크 신호 카운터(arc signal counter);
상기 아크 신호 카운터에서 계수된 아크 발생 횟수에 따라 알람 구동 신호를 생성하는 데이터 래치(data latch);
상기 데이터 래치에서 생성된 알람 구동 신호에 의해 알람을 발생하는 알람 발생 회로;
상기 아크 신호 정형 회로에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 지속 시간을 산출하기 위해 펄스폭을 변환하는 펄스폭 변환 회로;
상기 펄스폭 변환 회로에서 변환된 펄스폭에 의해 아크 스타트(arc start) 신호를 생성하는 아크 스타트 회로;
상기 아크 스타트 회로에서 생성된 아크 스타트 신호의 주파수 분석 및 통계 분석을 수행하여 아크의 지속 여부를 판단하고, 아크가 중단된 것으로 판단한 경우 상기 알람 발생 회로의 알람을 중지시키는 디지털 신호 처리 회로; 및
상기 디지털 신호 처리 회로에서 판단된 아크의 지속 여부 및 상기 광 섬유를 통해 인지되는 아크의 발생 위치를 표시하는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템.
An infrared optical lens for selectively transmitting infrared rays generated by an arc in a switchboard and outputting the infrared light;
A fluorescent glass for converting infrared rays output from the infrared optical lens into visible light and outputting the visible light;
An optical fiber for transmitting visible light output from the fluorescent glass;
A light receiving lens for receiving and transmitting a visible light transmitted through the optical fiber;
A photodiode for amplifying and outputting visible light transmitted through the light receiving lens;
And an arc generation judging module for judging whether or not an arc is generated by using a visible ray outputted from the photodiode,
The arc generation judging module comprises:
An arc signal shaping circuit for converting a visible light transmitted through the optical fiber into a logical signal;
An arc signal counter for counting the number of arc occurrences using the logic signal converted by the arc signal shaping circuit;
A data latch for generating an alarm driving signal in accordance with the counted number of arcs generated in the arc signal counter;
An alarm generating circuit for generating an alarm by an alarm driving signal generated in the data latch;
A pulse width conversion circuit for converting a pulse width to calculate an arc duration time using the logic signal converted by the arc signal shaping circuit;
An arc start circuit for generating an arc start signal by the pulse width converted by the pulse width conversion circuit;
A digital signal processing circuit for determining whether the arc is continued by performing frequency analysis and statistical analysis of the arc start signal generated in the arc start circuit and stopping the alarm of the alarm generating circuit when it is determined that the arc is stopped; And
And a display for indicating whether the arc is determined by the digital signal processing circuit and an occurrence position of an arc recognized through the optical fiber. An arc detection system using an optical fiber for an infrared-visible light conversion system.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 적외선 광학 렌즈는,
800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템.
The optical pickup device according to claim 1,
Visible radiation conversion type arc detection system using an optical fiber, characterized in that an infrared ray having a wavelength of 800 nm to 860 nm is selectively transmitted and an anti-reflection coating process not transmitting light of other wavelengths is performed.
제1항에 있어서, 상기 적외선 광학 렌즈는,
굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템.
The optical pickup device according to claim 1,
Wherein the refractive index (nd) is greater than 1.49 and less than 1.78, and the Abbe number (vd) is greater than 46.0 and less than 91.0.
제1항에 있어서, 상기 적외선 광학 렌즈는,
최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템.
The optical pickup device according to claim 1,
Wherein the maximum incident angle is 55 degrees, the F number is 2.0, the refractive index is 1.713, and the dispersion is 53.94.
제1항에 있어서, 상기 광 섬유는,
아크 검출 센서별로 단일 광 섬유로 구성되는 광 섬유 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서의 위치를 확인 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템.
The optical fiber according to claim 1,
Wherein the arc detection sensor is composed of an optical fiber bundle composed of a single optical fiber for each of the plurality of arc detection sensors so that the position of the arc detection sensor in which the arc is detected can be confirmed.
제1항에 있어서, 상기 광 섬유는,
상기 광 섬유의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템.
The optical fiber according to claim 1,
And an infrared ray-reactive fluorescent material is applied to an end surface of the optical fiber.
제1항에 있어서, 상기 아크 발생 판단 모듈은,
아크의 파워 밀도가 5 uW/cm²를 초과하는 경우 아크가 발생하는 것으로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 시스템.
The arc generation apparatus according to claim 1,
And an arc is generated when the power density of the arc exceeds 5 uW / cm &lt; 2 &gt;.
적외선 광학 렌즈가 아크(arc)에 의해 발생되는 적외선을 선택적으로 투과시켜 출력하는 단계;
형광 글래스가 상기 적외선 광학 렌즈에서 출력된 적외선을 가시 광선으로 변환하여 광 섬유를 통해 송신하는 단계;
적외선 LED가 적외선 반응 형광체에서 출력되는 가시 광선을 증폭하여 발광하는 단계;
수광 렌즈가 상기 광 섬유를 통해 전달되는 가시 광선을 수신하여 투과시키는 단계;
포토 다이오드(photo diode)가 상기 수광 렌즈에서 투과되는 가시 광선을 증폭하여 출력하는 단계;
아크 발생 판단 모듈이 상기 포토 다이오드에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하여 알람을 발생하는 단계를 포함하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법.
Selectively transmitting an infrared ray generated by an arc of an infrared optical lens and outputting the infrared ray;
Converting the infrared light output from the infrared optical lens into visible light by the fluorescent glass and transmitting the visible light through the optical fiber;
The infrared LED amplifies visible light emitted from the infrared-ray-responsive phosphor and emits the light;
Receiving and transmitting a visible light transmitted through the optical fiber by a light receiving lens;
Amplifying and outputting visible light transmitted through the light receiving lens by a photodiode;
And generating an alarm by judging whether or not an arc is generated by using an visible light beam output from the photodiode by the arc generation judging module.
제10항에 있어서, 상기 아크 발생 판단 모듈이 상기 포토 다이오드에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 단계는,
아크 신호 정형 회로가 상기 광 섬유를 통해 전달되는 가시 광선을 논리 신호(logical signal)로 변환하는 단계;
아크 신호 카운터(arc signal counter)가 상기 아크 신호 정형 회로에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 발생 횟수를 계수하는 단계;
데이터 래치(data latch)가 상기 아크 신호 카운터에서 계수된 아크 발생 횟수에 따라 알람 구동 신호를 생성하는 단계;
알람 발생 회로가 상기 데이터 래치에서 생성된 알람 구동 신호에 의해 알람을 발생하는 단계;
펄스폭 변환 회로가 상기 아크 신호 정형 회로에서 변환된 논리 신호를 이용하여 아크 지속 시간을 산출하기 위해 펄스폭을 변환하는 단계;
아크 스타트 회로가 상기 펄스폭 변환 회로에서 변환된 펄스폭에 의해 아크 스타트(arc start) 신호를 생성하는 단계;
디지털 신호 처리 회로가 상기 아크 스타트 회로에서 생성된 아크 스타트 신호의 주파수 분석 및 통계 분석을 수행하여 아크의 지속 여부를 판단하고, 아크가 중단된 것으로 판단한 경우 상기 알람 발생 회로의 알람을 중지시키는 단계;
디스플레이가 상기 디지털 신호 처리 회로에서 판단된 아크의 지속 여부 및 상기 광 섬유를 통해 인지되는 아크의 발생 위치를 표시하는 단계를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법.
The method of claim 10, wherein the step of determining whether an arc is generated using the visible light output from the photodiode,
The arc signal shaping circuit converting a visible light transmitted through the optical fiber into a logical signal;
Counting the number of arc occurrences using an arc signal counter using the logic signal converted in the arc signal shaping circuit;
Generating an alarm driving signal in accordance with a count of arcs generated by the data latch in the arc signal counter;
An alarm generating circuit generating an alarm by an alarm driving signal generated in the data latch;
The pulse width conversion circuit converting the pulse width to calculate the arc duration using the logic signal converted in the arc signal shaping circuit;
The arc start circuit generating an arc start signal by the pulse width converted in the pulse width conversion circuit;
The digital signal processing circuit performs frequency analysis and statistical analysis of the arc start signal generated in the arc start circuit to determine whether or not the arc continues, and stopping the alarm of the alarm generating circuit when it is determined that the arc is stopped;
Wherein the display is configured to indicate whether the arc determined by the digital signal processing circuit is continued or not and the generation position of an arc recognized through the optical fiber. Arc detection method.
제10항에 있어서, 상기 적외선 광학 렌즈는,
800 nm ~ 860 nm 파장의 적외선을 선택 투과하고 그 외 파장의 광은 투과하지 않는 무반사 코팅(coating) 처리되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법.
11. The infrared optical lens according to claim 10,
Visible radiation conversion method using an optical fiber, characterized in that an infrared ray having a wavelength of 800 nm to 860 nm is selectively transmitted and an anti-reflection coating process not transmitting light of other wavelengths is performed.
제10항에 있어서, 상기 적외선 광학 렌즈는,
굴절율(nd)이 1.49보다 크고 1.78보다 작게 구성되고, 아베수(vd)는 46.0보다 크고 91.0보다 작게 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법.
11. The infrared optical lens according to claim 10,
Wherein the refractive index nd is greater than 1.49 and less than 1.78, and the Abbe number vd is greater than 46.0 and less than 91.0.
제10항에 있어서, 상기 적외선 광학 렌즈는,
최대 입사각이 55도, F 넘버(F number)가 2.0, 굴절율이 1.713, 분산이 53.94로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법.
11. The infrared optical lens according to claim 10,
Wherein the maximum incident angle is 55 degrees, the F number is 2.0, the refractive index is 1.713, and the dispersion is 53.94.
제10항에 있어서, 상기 광 섬유는,
아크 검출 센서별로 단일 광 섬유로 구성되는 광 섬유 다발로 구성되어 아크가 검출된 아크 검출 센서의 위치를 확인 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법.
The optical fiber according to claim 10,
Wherein the arc detection sensor is composed of an optical fiber bundle composed of a single optical fiber for each of the arc detection sensors so that the position of the arc detection sensor in which an arc is detected can be confirmed.
제10항에 있어서, 상기 광 섬유는,
상기 광 섬유의 끝 단면에 적외선 반응 형광체가 도포되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법.
The optical fiber according to claim 10,
And an infrared ray-reactive fluorescent material is applied to an end surface of the optical fiber. The method of detecting an arc of an infrared-visible light conversion type using an optical fiber.
제10항에 있어서, 상기 아크 발생 판단 모듈이 상기 포토 다이오드에서 출력되는 가시 광선을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하여 알람을 발생하는 단계는,
아크의 파워 밀도가 5 uW/cm²를 초과하는 경우 아크가 발생하는 것으로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 섬유를 이용한 적외선-가시광선 변환 방식의 아크 검출 방법.
The method of claim 10, wherein the arc generation determination module determines whether an arc is generated using the visible light output from the photodiode, and generates an alarm,
And determining that an arc occurs when the power density of the arc exceeds 5 uW / cm &lt; 2 &gt;. 6. The method of detecting an arc of an infrared-visible light conversion type using an optical fiber.
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